電火花機(jī)床之成型加工工藝處理概述
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cfwedm 發(fā)布時(shí)間：2011-07-02 14:19:48
電火花機(jī)床之成型加工工藝處理概述
1. 過程參數(shù)與主要工藝指標(biāo)
電火花加工過程中，脈沖放電是個(gè)快速復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過程，多種干擾對(duì)加工效果的影響很難掌握。影響工藝指標(biāo)的主要因素可以分為離線參數(shù)（加工前設(shè)定，加工中基本不再調(diào)節(jié)的參數(shù)，如極性、峰值電壓等）和在線參數(shù)（加工中常需調(diào)節(jié)的參數(shù)，如脈沖間隔、進(jìn)給速度等）。
（1）在線控制參數(shù) 在線控制參數(shù)在加工中的調(diào)整沒有規(guī)律可循，主要依靠經(jīng)驗(yàn)。它們對(duì)表面粗糙度和側(cè)面間隙的影響不大。下面介紹一些調(diào)整的參考性方法:
l）伺服參考電壓Sv（平均端面間隙SF）。Sv與SF呈一定的比例關(guān)系，這一參數(shù)對(duì)加工速度和電極相對(duì)損耗影響很大。一般說來，其最佳值并不正好對(duì)應(yīng)于加工速度的最佳值，而應(yīng)當(dāng)使間隙稍微偏大些，這時(shí)的電極損耗較小。小間隙不但引起電極損耗加大，還容易造成短路和拉弧，因而稍微偏大的間隙在加工中比較安全，在加工起始階段更為必要。
2）脈沖間隔to。當(dāng)to減小時(shí)，uw提高，θ減小。但是過小的to會(huì)引起拉弧，只要能保證進(jìn)給穩(wěn)定和不拉弧，原則上可選取盡量小的to值，但在加工起始階段應(yīng)取較大的值。
3）沖液流量。由于電極損耗隨沖液流量（壓力）的增加而增大，因而只要能使加工穩(wěn)定，保證必要的排屑條件，應(yīng)使沖液流量盡量小（在不計(jì)電極損耗的場(chǎng)合另作別論）。
4）伺服抬刀運(yùn)動(dòng)。抬刀意味著時(shí)間損失，只有在正常沖液不夠時(shí)才采用，而且要盡量縮小電極上抬和加工的時(shí)間比。
（2）離線控制參數(shù) 這類參數(shù)通常在安排加工時(shí)要預(yù)先選定，并在加工中基本不變，但在下列一些特定的場(chǎng)合，它們還是需要在加工中改變的。
1）加工起始階段。實(shí)際放電面積由小變大，這時(shí)的過程擾動(dòng)較大，采用比預(yù)定規(guī)準(zhǔn)小的放電電流可使過渡過程比較平穩(wěn)，等穩(wěn)定加工幾秒鐘后再把放電電流調(diào)到設(shè)定值。
2）補(bǔ)救過程擾動(dòng)。加工中一旦發(fā)生嚴(yán)重干擾，往往很難擺脫。例如拉弧引起電極上的結(jié)碳沉積后，所有以后的放電就容易集中在積碳點(diǎn)上，從而加劇了拉弧狀態(tài)。為擺脫這種狀態(tài)，需要把放電電流減少一段時(shí)間，有時(shí)還要改變極性（暫時(shí)人為地高損耗）來消除積炭層，直到拉弧傾向消失，才能恢復(fù)原規(guī)準(zhǔn)加工。
3）加工變截面的三維型腔。通常開始時(shí)加工面積較小，放電電流必須選小，然后隨著加工深度 （加工面積）的增加而逐漸增大電流，直至達(dá)到為滿足表面粗糙度、側(cè)面間隙或電極損耗所要求的電流值。對(duì)于這類加工控制，可預(yù)先編好加工電流與加工深度的關(guān)系表。同樣，在加工帶錐度的沖模時(shí)，可編好側(cè)面間隙與電極穿透深度的關(guān)系表，再由側(cè)面間隙要求調(diào)整離線參數(shù)。
（3）出現(xiàn)拉弧時(shí)的補(bǔ)救措施如下:
1）增大脈沖間隔。
2）調(diào)大伺服參考電壓（加工間隙）。
3）引入周期抬刀運(yùn)動(dòng)，加大電極上抬和加工的時(shí)間比。
4）減小放電電流 （峰值電流）。
5）暫停加工，清理電極和工件 （例如用細(xì)砂紙輕輕研磨）后再重新加工。
6）試用反極性加工（短時(shí)間），使積炭表面加速損耗掉。
2. 常用電極材料與電極設(shè)計(jì)
電火花成型加工常用的工具電極材料有鋼、鑄鐵、石墨、黃銅、紫銅、銅鎢合金、銀鎢合金等。電極設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是選擇電極材料，確定結(jié)構(gòu)形式和尺寸等。目前，型腔電火花加工中應(yīng)用最廣泛的材料是石墨和紫銅。石墨電極加工容易，密度小，重量輕，但力學(xué)強(qiáng)度較差，在采用寬脈沖大電流加工時(shí)容易起弧燒傷。同時(shí)，不同質(zhì)量的石墨材料電火花加工性能也有很大差異。一般選用顆粒小而均勻、氣孔率低、抗彎強(qiáng)度高和電阻率低的石墨材料。紫銅的組織致密、韌性強(qiáng)，用來加工形狀復(fù)雜、輪廓清晰、精度高和表面粗糙度小的型腔，但紫銅的切削加工性能差，密度較大，價(jià)格較高，不適宜大中型電極。銅鎢合金和銀鎢合金是較理想的型腔加工電極材料，但價(jià)格昂貴，只在特殊情況下采用；鑄鐵、黃銅、鋼等，因其損耗大，加工速度低，均不適宜型腔的加工。
3. 影響數(shù)控電火花成型加工表面質(zhì)量的因素
電火花成型加工的表面質(zhì)量主要包括表面粗糙度、表面變形層和表面力學(xué)性能三部分。有關(guān)這部分內(nèi)容，可參閱相關(guān)資料。
4. 影響數(shù)控電火花成型加工加工速度的因素
根據(jù)前面對(duì)電蝕量的討論，提高加工速度的途徑在于：提高脈沖頻率f；增加單個(gè)脈沖能量WM；設(shè)法提高工藝系數(shù)K。同時(shí)還應(yīng)考慮這些因素間的相互制約關(guān)系和對(duì)其它工藝指標(biāo)的影響。
提高脈沖頻率可縮小脈沖停歇時(shí)間，但脈沖停歇時(shí)間過短，會(huì)使加工區(qū)工作液來不及消電離、排除電蝕產(chǎn)物及氣泡來恢復(fù)其絕緣性能，以致形成破壞性的穩(wěn)定電弧放電，使電火花加工過程不能正常進(jìn)行。
增加單個(gè)脈沖能量主要靠加大脈沖電流和增加脈沖寬度。單個(gè)脈沖能量的增加可以提高加工速度，但同時(shí)會(huì)惡化表面粗糙度和降低加工精度，因此一般只用于粗加工和半精加工的場(chǎng)合。
5. 影響數(shù)控電火花成型加工加工精度的因素
影響電火花加工精度的主要因素有：放電間隙的大小及其一致性，工具電極的損耗及其穩(wěn)定性。電火花加工時(shí)，工具電極與工件之間存在著一定的放電間隙，如果加工過程中放電間隙保持不變，則可以通過修正工具電極的尺寸對(duì)放電間隙進(jìn)行補(bǔ)償，以獲得較高的加工精度。然而，放電間隙的大小實(shí)際上是變化的，影響著加工精度。
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